实验教学
一、课程基本信息
课程编号:3522019
课程负责人:白云山
主讲人:白云山
学分:2.5 学时:88 实验学时:88
适用专业:材料化学
撰写人:陈煜、徐华 审核人:陈沛
课程性质、目的和任务
本课程为材料化学专业本科生必修的基础实验课程。
目的是:通过对选定的化学热力学、相图、化学动力学、电化学、表面与胶体化学及结构化学等相关实验内容的学习,使学生获取本学科实验研究的基本知识和技能,掌握化学过程研究的基本研究方法和方法原理,反应条件控制与检测技术,基本仪器的构造、使用和校正方法,测量仪器的选择与匹配方法,实验数据的处理方法、各种理化参数的测量技术。引导学生在实践中了解和体验物理化学实验研究的基本思路,基本研究方法和基本研究过程。达到提高学生对知识的运用能力,实验的观测能力、动手能力、思维能力、分析能力、表达能力和解决问题的能力等综合素质。为学生创新意识和创新能力的启萌奠定初步的基础。
三、实验项目
1、实验项目一览表
序号 |
实验名称 |
学时 |
实验类别 |
实验要求 |
每组人数 |
1) |
BET法测定物质比表面积 |
4 |
综合实验
|
(1)了解BET多分子层吸附理论的基本假设和BET法测量固体比表面积的基本原理;(2)掌握物理吸附仪的工作原理和使用方法。 |
5 |
2) |
凝固点下降测分子量 |
4 |
综合实验 |
掌握冰点降低测定管、数字温度温差仪的使用方法,实验数据的作图处理方法 |
5 |
3) |
最大泡压法测定溶液的表面张力 |
4 |
综合实验 |
(1)测定不同浓度的乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量与乙醇的横截面积;(2)了解表面张力的性质,表面能的意义及表面张力和吸附的关系;(3)掌握最大泡压法测定表面张力 |
5 |
4) |
丙酮碘化反应速率常数的测定 |
4 |
基础实验 |
掌握721型分光光度计的使用和校正方法,实验数据的作图处理方法 |
5 |
5) |
旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数 |
4 |
基础实验 |
掌握旋光法仪的使用和校正方法,实验数据的作图处理方法 |
5 |
6) |
二组分固液相图的绘制 |
4 |
综合实验 |
掌握热电偶温度计的正确安装与使用;学会简单金属相图的绘制 |
5 |
7) |
对消法测原电池电动势 |
4 |
综合实验 |
(1)掌握对消法测定电池电动势和电极电势的原理 (2)学会铜电极和锌电极的处理方法 (3)掌握电位差计、检流计的使用方法,盐桥、参比电极的制备方法 |
5 |
8) |
镍在硫酸溶液中的钝化行为 |
4 |
综合实验 |
掌握DJS-292恒电位、X-Y函数记录仪、示波器、XFD-8A超低频信号发生器和氮气钢瓶的使用方法 |
5 |
9) |
希托夫法测定离子迁移数 |
4 |
综合实验 |
(1)掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。(2) 明确测定离子迁移数的相关因素,并了解迁移数的意义。(3)测定CuSO4溶液中铜离子和硫酸根离子的迁移数。 |
5 |
10) |
电导法测定临界胶束浓度 |
4 |
综合实验 |
掌握用电导法测定临界胶束浓度的方法 |
5 |
11) |
粘度法测水溶性高聚物的相对分子质量 |
4 |
综合实验 |
掌握封闭式毛细管粘度计的使用方法,实验数据的作图处理方法 |
5 |
12) |
燃烧热测定 |
4 |
综合实验 |
掌握HR-15A氧弹式热量计氧气钢瓶、 氧气减压阀、充氧器、压片机的使用方法,实验数据的雷若作图处理方法 |
5 |
实验目的和要求:
BET法测定物质比表面积:
(1)用BET容量法测定4A型分子筛的比表面积;
(2)了解BET多分子层吸附理论的基本假设和BET法测量固体比表面积的基本原理;
(3)掌握物理吸附仪的工作原理和使用方法。
凝固点下降测分子量:
(1)通过本次试验加深对稀溶液依数性质的理解;
(2)掌握溶液凝固点测量技术;
(3)用凝固点降低发测定萘的摩尔质量;
(4)掌握实验数据的作图处理方法。
最大泡压法测定溶液的表面张力:
(1)测定不同浓度的乙醇水溶液的表面张力,计算表面吸附量与乙醇的横截面积;
(2)了解表面张力的性质,表面能的意义及表面张力和吸附的关系;
(3)掌握最大泡压法测定表面张力。
丙酮碘化反应速率常数的测定:
(1)掌握用孤立法确定反应级数的方法;
(2)测定酸催化作用下丙酮碘化反应的速率常数;
(3)通过本试验加深对复杂反应特征的理解;
(4)掌握721型分光光度计的使用和校正方法,熟练实验数据的作图处理方法。
旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数:
(1)了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪使用和校正的方法;
(2)了解反应浓度与旋光度之间的关系;
(3)测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
Bi-Sn二元金属相图:
(1)了解固-液相图的基本特点;
(2)用热分析法测绘铋-锡二元金属相图;
(3)掌握热电偶温度计的正确安装与使用;
(4)学会简单金属相图的绘制。
7)对消法测原电池电动势:
(1)掌握对消法测定电池电动势和电极电势的原理;
(2)学会铜电极和锌电极的处理方法;
(3)掌握电位差计、检流计的使用方法,盐桥、参比电极的制备方法。
8)镍在硫酸溶液中的钝化行为:
(1)学习静态法和稳态线性扫描法测定极化曲线的基本方法和基本原理;
(2)了解金属钝化的原因和钝化行为的测定方法。
9)希托夫法测定离子迁移数:
(1)掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法;
(2)明确测定离子迁移数的相关因素,并了解迁移数的意义;
(3)测定CuSO4溶液中铜离子和硫酸根离子的迁移数。
10)电导法测定临界胶束浓度:
(1)了解表面活性剂临界胶束浓度的测定原理;
(2)掌握临界胶束浓度的测定方法和电导率仪的使用方法。
11)粘度法测水溶性高聚物的相对分子质量:
(1)理解粘均分子量的物理意义;
(2)掌握黏度法测定聚合物分子量的基本原理和实验技术。
12)燃烧热测定:
(1)明确燃烧热定义,了解等压燃烧热与等容燃烧热的差别;
(2)了解氧弹式量热计的工作原理、主要组成,掌握其操作技术,了解氧气钢瓶和减压阀的使用方法;
(3)学习雷诺图解法处理实验数据,校正体系漏热引起的温度改变值;
(4)利用恒容法测定萘的燃烧热。
四、使用教材
《物理化学实验》
五、推荐参考教材
《基础物理化学实验》
课程考核
预习实验报告30%,实验操作40%,实验数据和结果30%。